Symulacja interaktywna

Analizujemy tor cząstki naładowanej w jednorodnym polu magnetycznym

Symulacja pokazuje tor ruchu naładowanej dodatnio cząstki w jednorodnym polu magnetycznym. Możesz prześledzić tor w różnych perspektywach, a także przyjrzeć się wektorowi prędkości $\vec{v}$ oraz prędkościom składowym: ${\vec{v}}_{⊥}$ i ${\vec{v}}_{| |}$ .

Uwaga: Praca z symulacją jest wygodniejsza po przełączeniu na widok pełnoekranowy.

R1Dlv34vLj3Q7

Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Symulacja obrazuje tor naładowanej cząstki poruszającej się w obszarze, w którym występuje stałe pole magnetyczne. Prędkość cząstki ma dwie niezerowe składowe - jedna leży w płaszczyźnie prostopadłej do pola magnetycznego, a druga jest do tego pola równoległa. Torem cząstki jest spirala, której oś pokrywa się z kierunkiem pola magnetycznego.

Polecenie 1

Który z wektorów składowych ${\vec{v}}_{⊥}$ i ${\vec{v}}_{| |}$ zachowuje swój kierunek i długość? Sprawdź swoją odpowiedź uruchomiając animację (bez obracania układu współrzędnych).

Tylko wektor ${\vec{v}}_{| |}$ będzie zachowywał kierunek i długość.

Polecenie 2

Obróć układ współrzędnych, aby obejrzeć tor w innej perspektywie, gdy linie pola magnetycznego (oś x) są prostopadłe do płaszczyzny rysunku. Jaki jest teraz kształt toru? Gdzie są wektory $\vec{v}$ oraz wektor ${\vec{v}}_{| |}$ ?

W tej perspektywie, obserwowany tor ma kształt okręgu. Wektor $\vec{v}$ jest schowany za wektorem ${\vec{v}}_{⊥}$ , natomiast wektor ${\vec{v}}_{| |}$ jest niewidoczny (jako prostopadły do płaszczyzny rysunku).

Polecenie 1

Czy któraś ze składowych prędkości cząstki - prostopadła lub równoległa do pola - będzie stała w czasie, czyli będzie miała stałą wartość, kierunek oraz zwrot?

Polecenie 2

Jak poruszałaby się cząstka, gdyby składowa jej prędkości w kierunku równoległym do pola była zerowa?

Polecenie 3

Czy któraś ze składowych prędkości cząstki - prostopadła lub równoległa do pola - będzie podczas ruchu cząstki miała stałą wartość, lecz zmienny kierunek?

Przeczytaj

Sprawdź się

Analizujemy tor cząstki naładowanej w jednorodnym polu magnetycznym